136億年前!漩渦星系已經出現在這裡了

我們知道,宇宙大爆炸理論被科學家廣泛接受。137億年前,宇宙由一個無限小的“奇點”爆炸,在極短的時間內爆炸膨脹衍生萬物,因此對於宇宙早期的物質,科學家充滿了好奇心!

比如我們今天看到的旋渦星系,它其實在宇宙還是“嬰兒”的時候就已經形成了!這使得科學家興奮不已,通過了解早期的星系,天文學家們可以瞭解更多關於宇宙的後續發展!

136億年前!漩渦星系已經出現在這裡了

這也是ALMA早期研究C+的大型計劃(ALPINE)的目的,這是一個多波長的調查,目的是研究宇宙不到15億年時周圍的星系。在美國航天局和歐洲南方天文臺(ESO)的資助下,阿爾卑斯山合作組織分析了這些數據,並瞭解了一些關於星系早期演化的有趣的事情。

136億年前!漩渦星系已經出現在這裡了

利用智利的阿塔卡馬大毫米/亞毫米陣列(ALMA),阿爾卑斯山勘測隊在70小時內觀測了118個遙遠星系,以進一步瞭解它們的氣體和塵埃分佈。根據它們的紅移,這些星系的年齡估計接近120億年,這意味著它們在大爆炸後僅存在1至15億年。

這項調查的關鍵功能之一是利用ALMA定位C+原子的發射線,這是一種正電荷形式的碳,是新生恆星的紫外線與雲層塵埃相互作用時產生的。通過測量星系中這個原子的特徵,天文學家可以看到星系是如何旋轉的。如果含有C+原子的氣體在我們身邊旋轉,光就會移向光譜的紅端;如果它朝我們旋轉,光就會移向光譜的藍端(aka),這就是紅移效應。

136億年前!漩渦星系已經出現在這裡了

這是人類第一次對大爆炸後10億至15億年內存在的遙遠星系從紫外線到無線電波的多波長研究。根據他們觀測到的數據,阿爾卑斯山研究小組能夠創建一個星系的旋轉速度以及其他特徵的目錄,比如它們的氣體密度和在其中形成的新恆星的數量。

隨後,ALMA數據與其他先前觀測數據相結合,包括夏威夷的W.M.Keck天文臺和美國宇航局的哈勃和斯皮策太空望遠鏡。他們發現,15%的被觀測星系具有完美的平滑和有序的旋轉(這是螺旋星系的預期),而其他星系似乎在合併過程中有一個扭曲的旋轉。

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科學家興奮地表示,對於宇宙早期存在的星系來說,這是一個相當出乎意料的發現,我們在宇宙的這個非常早期和非常動盪的階段發現了非常有序的旋轉星系。這意味著它們一定是通過平穩的氣體聚集過程形成的,還沒有像許多其他星系那樣與其他星系發生碰撞。

然而,研究員們指出,他們觀察到的物體可能不是旋渦星系,而是帶有物質團的旋轉圓盤。因此,未來需要利用下一代天基望遠鏡進行觀測,才能得出任何明確的結論。這將包括詹姆斯韋伯太空望遠鏡(JWST),它將精確定位這些星系的詳細結構。


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